初春的廣東獅子洋大橋施工現(xiàn)場一片繁忙,塔吊、履帶吊、混凝土大料斗、智能分料器正在有條不紊地工作中。大橋塔柱爬升高度已超90米。
獅子洋大橋是獅子洋通道關(guān)鍵控制性工程,地處珠江三角洲核心區(qū)域。該通道是繼港珠澳大橋、深中通道后,粵港澳大灣區(qū)又一項(xiàng)超大規(guī)模的東西向跨江通道工程。中交二航局承建獅子洋大橋西索塔、西引橋以及部分上部結(jié)構(gòu)。大橋主跨2180米、塔高342米,上下雙層共16車道,為目前世界最大跨徑雙層鋼桁梁懸索橋。
獅子洋大橋索塔設(shè)計(jì)采用C80專用混凝土進(jìn)行澆筑,這也是目前國內(nèi)應(yīng)用在組合橋塔結(jié)構(gòu)中的最高標(biāo)號(hào)混凝土。
按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),為降低C80混凝土開裂風(fēng)險(xiǎn),混凝土出機(jī)溫度要低于21度,入模溫度低于25度。然而,廣州地區(qū)的熱帶高溫天氣一年之中就有200多天,僅農(nóng)歷二月初的氣溫就已浮動(dòng)在20攝氏度左右。這種氣候讓混凝土在攪拌混合、運(yùn)輸及澆筑等工序中極易升溫。如何給混凝土降溫,是獅子洋大橋索塔混凝土施工的關(guān)鍵點(diǎn)。
“之前的混凝土配比中水泥占比高,水泥水化放熱大,混凝土絕熱溫升較高,應(yīng)用至實(shí)體結(jié)構(gòu)開裂風(fēng)險(xiǎn)大,幾次測試下來混凝土溫峰還是超出了要求,試驗(yàn)不成功?!表?xiàng)目試驗(yàn)室主任吳陽介紹說。
在索塔正式施工前,通過上百塊試塊同質(zhì)環(huán)境下的數(shù)據(jù)積累分析,項(xiàng)目試驗(yàn)室對(duì)理論配比進(jìn)行了優(yōu)化,適當(dāng)減少水泥和粉煤灰占比,同時(shí)加入一定比例的抗裂劑、流改劑,經(jīng)多盤調(diào)試,混凝土性能及指標(biāo)均能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。在保證混凝土強(qiáng)度的同時(shí),項(xiàng)目部提高了混凝土抗氯離子擴(kuò)散系數(shù),增強(qiáng)了自身膠凝度,調(diào)配出了工作性能更好、水化熱更低、密實(shí)度更高的混凝土。
混凝土調(diào)配完成,如何在正式生產(chǎn)過程中控制溫度又是一項(xiàng)難題。吳陽和技術(shù)團(tuán)隊(duì)采取多項(xiàng)措施嚴(yán)格控制混凝土出機(jī)及入模溫度。首先是原材料測溫降溫,在料倉設(shè)置自動(dòng)噴淋系統(tǒng)來降低砂倉溫度,且首次在橋梁領(lǐng)域引進(jìn)風(fēng)冷骨料機(jī),將粗骨料溫度冷卻至10度以內(nèi)。其次在攪拌中通過制冰機(jī)、冷水機(jī)在混凝土中加入冰屑及冷水,從而將混凝土出機(jī)溫度控制在18度左右,滿足設(shè)計(jì)要求的22度。出機(jī)后,混凝土裝入穿上“防曬保溫罩”的運(yùn)輸罐車,再通過運(yùn)輸車卸入36立方米超大容量保冷料斗中,提升至主塔鋼殼頂部進(jìn)行澆筑。
“混凝土采取分層澆筑、分層振搗施工方法。每層布料厚度不超過30厘米,并且應(yīng)布料均勻,嚴(yán)禁采用振動(dòng)棒驅(qū)趕混凝土?!表?xiàng)目副總工田飛說,“獅子洋大橋索塔是鋼殼混凝土組合橋塔,單個(gè)橋塔自下而上有62個(gè)鋼殼節(jié)段,如果采用人工測溫,整體施工效率極低,難以滿足施工需求。”
如何讓混凝土溫度看得見摸得著、澆筑順暢高效,成為項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的努力方向。田飛團(tuán)隊(duì)多次向相關(guān)專家學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn),到其他工地觀摩取經(jīng),終于研發(fā)出了一種塔頂混凝土智能澆筑平臺(tái)。該平臺(tái)主要由集料斗、分料管、流量控制系統(tǒng)和溫度傳感器組成。料斗及分料管外壁設(shè)置了3個(gè)溫度傳感器,可以實(shí)時(shí)感知溫度數(shù)據(jù)。此外,分料管頂部設(shè)置了流量控制閥,管口設(shè)置紅外測距儀,可實(shí)現(xiàn)不同傾角分料管的均勻布料,可根據(jù)混凝土液面高度,實(shí)時(shí)調(diào)整分料管中和筒內(nèi)流量,來回往復(fù),直至混凝土澆筑完成。
深夜里,項(xiàng)目部二樓的小會(huì)議室仍燈火通明,白板筆的聲音尤為響亮。項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人曾煒正帶領(lǐng)技術(shù)攻關(guān)小組進(jìn)行C80混凝土澆筑后的總結(jié):“澆筑完成后,監(jiān)測結(jié)果顯示,混凝土出機(jī)溫度均在19度以內(nèi),入模溫度均控制在22度以內(nèi),C80混凝土的擴(kuò)展度、離析率、溫度變化及力學(xué)性能等13項(xiàng)指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求?!?/p>
目前,獅子洋大橋西主塔已完成第18節(jié)段的混凝土澆筑。C80混凝土在鋼混組合索塔中得到成功應(yīng)用,外觀控制良好,內(nèi)部質(zhì)量達(dá)標(biāo),為同類型橋梁施工開創(chuàng)先河,提供了寶貴實(shí)操經(jīng)驗(yàn)。(張政)